DE2538493A1 - HIGH VOLTAGE DC TRANSMISSION SYSTEM - Google Patents
HIGH VOLTAGE DC TRANSMISSION SYSTEMInfo
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Description
DIPL.-INQ. H. MISSLING ^ran^urt/Lam, dei. 14. ο. DIPL.-INQ. H. MISSLING ^ ran ^ urt / Lam, dei. 14. ο.
DIPL.-ING. R. SCHLEE Boe/Prs 20.007 P GIESSEN, Bismarckstraße 43 DIPL.-ING. R. SCHLEE Boe / Prs 20.007 P GIESSEN, Bismarckstrasse 43
Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Västeras/Schweden Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Väster as / Sweden
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochspannungsgleiclistromübertragungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a high voltage track power transmission system according to the preamble of claim 1.
Bei Ilochspannungsgleichstromübertragungsanlagen, bei denen die Gleichrichterseite aus ungesteuerten Ventilen aufgebaut ist, wird der Gleichstrom während des Iformalbetriebes von der Wechselrichterstation gesteuert, so daß es wichtig ist, die Jbertragungsanlage gegen Überströme zu sichern, wenn die Y/echselrichterspannung ausfällt oder ein Kurzschluß auf der Leitung auftritt.In the case of Iloch voltage direct current transmission systems in which the rectifier side made up of uncontrolled valves the direct current is during the formal operation of controlled by the inverter station, so it is important to secure the transmission system against overcurrents, if the converter voltage fails or a short circuit occurs on the line.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleichstromübertragungsanlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die Übertragungsanlage gegen die eben genannten überströme gesichert ist.The present invention is based on the object of providing a direct current transmission system of the type mentioned at the beginning develop in which the transmission system is secured against the above-mentioned overcurrents.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kochspannungsgleichstromübertragungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.A cooking voltage direct current transmission system is used to solve this problem proposed according to the preamble of claim 1, the invention in the characterizing part of the Claim 1 has mentioned features.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims called.
Gemäß der Erfindung wird also die Gleichrichterstation mit einer kombinierten Spannungs- und Stromregelung mit Stellglied auf
der Wechselstroniseite versehen, während eine Dominanz schaltung dafür sorgt, daß stets der Hegelkreis mit dem kräftigsten
Eingriff die Steuerung der Wechselspannung bestimmt. Die
Fähigkeit einer solchen Schaltung, gegen Überströme zu schützen, beruht in erster Linie darauf, daß die Induktivität der Glättungsdrossel
und andere Induktivitäten so groß sind, daß die
Spannungsregelung des Gleichrichters die Spannung und damit
den Strom auf angemessene Werte halten kann. Wenn dabei der
Sollwert für die Spannungsregelung von der Wechselspannung
der Wechselrichterstation nach Abzug eines angemessenen Spannungsmarginals
gebildet wird, so kann man bei Störungen- einen angemessenen Ausgangswert für die Gleichrichterspannung sicherstellen.
According to the invention, the rectifier station is equipped with a combined voltage and current control with an actuator
the alternating current side, while a dominance circuit ensures that the Hegelkreis is always the strongest
Intervention determines the control of the alternating voltage. the
Ability of such a circuit to protect against overcurrents is based primarily on the fact that the inductance of the smoothing choke and other inductances are so large that the
Voltage regulation of the rectifier the voltage and thus
can keep the current at reasonable levels. If the
Setpoint for the voltage regulation of the alternating voltage
the inverter station is formed after subtracting an appropriate voltage margin, you can ensure an appropriate output value for the rectifier voltage in the event of malfunctions.
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Die Erfindung ist insbesondere für GleichrichterStationen geeignet, die direkt von einem Generator gespeist werden, da hier die verhältnismäßig schnelle Steuerbarkeit der Spannung des Generators für die Zwecke der Erfindung genutzt v/erden kann.The invention is particularly for rectifier stations suitable, which are fed directly from a generator, since the relatively fast controllability of the Voltage of the generator can be used for the purposes of the invention.
Die strombegrenzende Wirkung der Induktivitäten der Anlage kann bei einer Gleichrichterstation mit Ventilen in zwei Sechspulsgruppen, die untereinander zu einer Zwölfpulsschaltung phasenverschoben sind, dadurch verstärkt werden, daß man diese zusammenschaltet, so daß sie teilweise eine gemeinsame lioramutierungsinduktivität haben. Kierdurch bekommt der Gleichrichter bei Überströmen eine stark fallende Spannungs-Stromcharakteristik infolge der Überlappung zwischen den Kommutierungen.The current-limiting effect of the system's inductances can be used in a rectifier station with valves in two six-pulse groups that form a twelve-pulse circuit with one another are out of phase, are amplified by interconnecting them so that they partially share a common lioramutation inductance to have. The rectifier gets Kier through in the event of overcurrents, a sharply falling voltage-current characteristic due to the overlap between the commutations.
Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is to be explained in more detail on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures. Show it:
Fig. 1 eine Gleichstromübertragungsanlage gemäß der Erfindung,1 shows a direct current transmission system according to the invention,
Fig. 2 eine Einzelheit der Gleichrichterstation,2 shows a detail of the rectifier station,
Fig. 3 Strom-Spannungscharakteristiken für die Stationen,3 current-voltage characteristics for the stations,
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Pig. 4 verschiedene Arten für die Zusammenschaltung zweier Ventilbrückenschaltungen der Gleichrichter station.Pig. 4 different types for the interconnection of two valve bridge circuits of the rectifiers station.
Pig. 1 zeigt eine Hochspannungs-Gleichstromübertragungsanlage mit einer Gleichrichterstation 1 und einer Wechselrichterstation 2, die über eine GIeichstromleitung 30 verbunden sind.Pig. 1 shows a high-voltage direct current transmission system with a rectifier station 1 and an inverter station 2, which are connected via a DC line 30.
Die Gleichrichterstation umfaßt zwei in Reihe geschaltete Diodengleichrichter in Brückenschaltung 1a und 1b mit ihren jeweiligen Stromrichtertransformatoren 3a bzw. 3^, die von einem Generator 4 gespeist werden, dessen Erregerwicklung 5 an die Speisevorrichtung 6 angeschlossen ist. Pur die Speisevorrichtung 6 und damit die Generatorspannung gibt es zwei Regelkreise 7-10 und 13-16, von denen der erste spannungsregelnd und der zweite stromregelnd ist.The rectifier station comprises two series-connected diode rectifiers in a bridge circuit 1a and 1b with their respective converter transformers 3a and 3 ^, which of a generator 4, the excitation winding 5 of which is connected to the feed device 6. Pure the feeding device 6 and thus the generator voltage there are two Control loops 7-10 and 13-16, of which the first is voltage-regulating and the second is current-regulating.
Der Spannungsregelkreis umfaßt einen Spannungsteiler 7, der an die Leitung 30 angeschlossen ist. Die am Spannungsteiler 7 abgegriffene Spannung wird mit einem Sollwert U ~ verglichen, der an die Klemme 28 des Summierungsgliedes 8 angeschlossen ist. Die Differenz der beiden Werte wird dem Regler 9 zugeführt. Der Stromregelkreis umfaßt eine Strommeßeinrichtung 13, deren Meßwert im Summierungsglied 14 mit einem Sollwert I f verglichen wird, der beispielsweise von der Wechselrichterstation geliefert wird und an die Klemme 29 angeschlossen ist. Der DifferenzwertThe voltage control circuit comprises a voltage divider 7 which is connected to the line 30. The voltage tapped at the voltage divider 7 is compared with a setpoint value U ~, which is connected to the terminal 28 of the summation element 8. The difference between the two values is fed to the controller 9. The current control loop comprises a current measuring device 13, the measured value of which is compared in the summation element 14 with a setpoint value I f which is supplied, for example, by the inverter station and is connected to the terminal 29. The difference value
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wird dem Regler 15 zugeführt. Mt Hilfe der an den Spannungsteiler 7 angeschlossenen Begrenzungsvorrichtung 17 kann der Stromsollwert spannungsabhängig gemacht werden, so daß der Stromsollwert zumindest teilweise der Ieitungsspannung folgt.is fed to the controller 15. Mt the help of to the voltage divider 7 connected limiting device 17 can Current setpoint can be made voltage-dependent, so that the current setpoint at least partially follows the line voltage.
Um diese beiden Regelkreise schneller und empfindlicher zu machen, v/erden sie zweckmäßigerweise mit differenzierenden Gliedern versehen. Das differenzierende Glied 23 für den Stromregelkreis wird über das Summierungsglied 24 mit derselben Polarität angeschlossen wie der Strommeßwert der Strommeßeinrichtung 13, so daß positive Werte des zeitlichen Differentialquotienten des Stromes das zum Regler 15 gelieferte Signal vergrößern, was bedeutet, daß die Speisevorrichtung und damit die Generatorspannung heruntergesteuert wird.In order to make these two control loops faster and more sensitive, it is advisable to ground them with differentiating ones Provide links. The differentiating element 23 for the current control loop is via the summing member 24 with the same polarity connected as the current measured value of the current measuring device 13, so that positive values of the time differential quotient of the current increase the signal supplied to the controller 15, which means that the feed device and thus the generator voltage is downgraded.
Das differenzierende Glied 25 für den Spannungsregelkreis wird über ein Begrenzungsglied 26 und das Summierungsglied 27 mit einer Polarität angeschlossen, welche der Polarität des Signals vom Spannungsteiler entgegengesetzt ist. Das Begrenzungsglied 26 begrenzt das Signal außerdem auf negative Werte, so daß nur negative Differentialquotienten von bestimmter Größe passieren können. Solche negativen Differentialquotienten treten bei schnellen Spannungsfällen auf der Leitung auf, die wahrscheinlich auf Störungen z.B. infolge Leitungsfehlern oder eines Abbruches in der Wechselrichterstation beruhen.The differentiating element 25 for the voltage control loop is connected via a limiting element 26 and the summing element 27 with a polarity which corresponds to the polarity of the signal from the voltage divider is opposite. That Limiting element 26 also limits the signal to negative values, so that only negative differential quotients of certain Size can happen. Such negative differential quotients occur with rapid voltage drops on the line, which likely to be due to faults, e.g. as a result of line faults or a break in the inverter station.
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Die Regler 9 und 15 werden an die Eingänge 10 bzw. 16 der Dominanzschaltung angeschlossen, und das größere von beiden Signalen gelangt über den Ausgang 12 der Dominajizschaltung zur Speisevorrichtung 6 zwecks Steuerung der Generatorspannung. Während des normalen Betriebes, bei dem die Stromsteuerung des Wechselrichters den gewünschten Gleichstromsollwert I ei- sicherstellt, ist das Signal vom Regler 15 Null oder zumindest sehr klein, so daß der Spannungsregelkreis 7-10 die Steuerung beherrscht. Bei Fehlern auf der Leitung oder im Wechselrichter, bei denen der Gleichstrom zunimmt, wird der Stromregelkreis 13-16 von einem bestimmten Zeitpunkt an dominieren und die Generatorspannung herabsetzen. Dieser Effekt kann mit Hilfe des Gliedes 17 verstärkt werden, welches den Stromsollwert bei niedriger Leitungsspannung reduziert, wodurch das Signal zur Herabsteuerung der Generatorspannung verstärkt wird.The regulators 9 and 15 are connected to the inputs 10 and 16 of the dominance circuit, and the larger of the two signals reaches the feed device 6 via the output 12 of the dominance circuit for the purpose of controlling the generator voltage. During normal operation, in which the current control of the inverter ensures the desired direct current setpoint I ei -, the signal from the controller 15 is zero or at least very small, so that the voltage control circuit 7-10 dominates the control. In the event of faults on the line or in the inverter, in which the direct current increases, the current control circuit 13-16 will dominate from a certain point in time and reduce the generator voltage. This effect can be amplified with the aid of the element 17, which reduces the current setpoint value when the line voltage is low, as a result of which the signal for reducing the generator voltage is amplified.
Die Wechselrichterstation 2 umfaßt zwei gesteuerte Ventilbrückenschaltungen 2a und 2b mit Stromrichtertransformatoren 31a und 31b, die an das Wechselstromnetz 32 angeschlossen sind. Um schnell auf Spannungsfälle im Netz 32 reagieren zu können, bevor diese wesentliche überströme auf der Gleichstromleitung verursachen, wird der Spannungssollwert U ~ der Gleichrichterstation vorzugsweise vom Netz 32 über den Spannungstransformator 33 und das Summierungsglied 34 abgeleitet, in welchem der Spannungswert um ein erforderlichesThe inverter station 2 comprises two controlled valve bridge circuits 2a and 2b with converter transformers 31a and 31b, which are connected to the alternating current network 32 are. In order to be able to react quickly to voltage drops in the network 32 before these significant overcurrents on the direct current line cause the voltage setpoint U ~ der Rectifier station preferably from the network 32 via the Voltage transformer 33 and the summing element 34 derived, in which the voltage value by a required
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Spannungsmargxnal reduziert wird. Von hier aus wird der Sollwert an die Klemme 28 in der Gleichrichterstation über irgendeine Fernmeldeleitung übertragen. Hierdurch wird das gewünschte Spannungsmargxnal zwischen den Stationen bei Variationen in der HetssOannung sichergestellt.Stress margin is reduced. From here, the setpoint is sent to terminal 28 in the rectifier station via any Telecommunication line transmitted. In this way, the desired voltage margin between the stations for variations in the HetssOension ensured.
In Fig. 1 wird die Gleichrichterstation direkt vom Generator 4 gespeist, dessen Spannungssteuerung daher zur Regelung der Leitungsspannung benutzt werden kann. Wenn die Gleichrichterstation an ein größeres Netz mit von außen vorgegebener Spannungsregelung angeschlossen ist, dann kann die Gleichrichterstation über Stufenschalter an den Transformatoren 3a und 3b oder am Haupttransformator für die ganze Station gesteuert werden. Dabei wird der Dominanzkreis 11 an den betreffenden Stufenschalter angeschlossen.In Fig. 1, the rectifier station is taken directly from the generator 4, whose voltage control can therefore be used to regulate the line voltage. When the rectifier station is connected to a larger network with externally specified voltage regulation, then the rectifier station Via step switches on transformers 3a and 3b or can be controlled on the main transformer for the whole station. The dominance circle 11 is connected to the relevant step switch.
Fig. 2 zeigt Beispiele für den Aufbau des Dominanzgliedes 11. Die Schaltung hat Eingangsklemmen 10 und 16 und eine Ausgangsklemme 12. Für jeden Regelkreis ist ein Verstärker 21 bzw. 18 vorhanden und für den Spannungsregelkreis ist ein Eingangswiderstand 20 vorhanden.2 shows examples of the structure of the dominance element 11. The circuit has input terminals 10 and 16 and an output terminal 12. For each control loop there is an amplifier 21 and 18, respectively and an input resistor 20 is provided for the voltage control circuit.
Der Verstärker 18 des Stromregelkreises ist über die Diode 19 an den Eingang des Verstärkers 21 des Spannungsregelkreises angeschlossen. Hierdurch wird die normale Regelung durchgeführt, d.h. alle Regeleingriffe mäßiger Größe sowie alle Heraufsteuerungen über den Spannungsregelkreis 10, 21. Nur die herab-The amplifier 18 of the current control loop is across the diode 19 to the input of the amplifier 21 of the voltage control loop connected. This will carry out the normal control, i.e. all control interventions of moderate magnitude as well as all upward controls via the voltage control circuit 10, 21. Only the downward
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steuernden Signale des Stromregelkreises 16, 18, die eine bestimmte Größe erreichen, die also von Störungen in der Übertragung herrühren, werden über den Spannungregelkreis dominieren und an den Ausgang 12 gelangen. Am Ausgang der Dominanzschaltung 11 kann ein zusätzlicher Regelverstärker 22 angeschlossen sein.controlling signals of the current control circuit 16, 18, the one Reach a certain size, which result from interference in the transmission, are controlled by the voltage control loop dominate and get to exit 12. An additional control amplifier can be installed at the output of the dominance circuit 11 22 must be connected.
In Pig. 1 sind die Diodenbrückenschaltungen 1a und 1b, die vorzugsweise sechspulsig aufgebaut sind, mit Stromrichtertransformatoren 3a und 3b versehen, die stern-dreieck- bzw. stern-sterngeschaltet sind. Hierdurch bilden die beiden Gleichrichter zusammen eine Zwölfpulsgruppe. Da der Generator 4 direkt an die Transformatoren 3a und 3t> angeschlossen ist, wird die Generatorreaktanz zu einem Teil der Kommutierungsreaktanz des Gleichrichters. Dies hat zur Folge, daß die Gleichrichterstation eine stark fallende Spannungs-Stromcharakteristik hat, d.h. die Spannung sinkt bei zunehmendem Strom stark ab infolge der Überlappung der Kommutierungsintervalle beim Zwölfpulsbetrieb. Eine solche Überlappung tritt beim Sechspulsbetrieb erst bei bedeutend höheren Strömen auf, so daß die Spannung bei zunehmenden Strom bedeutend langsamer fallen würde, wenn die beiden Einheiten 1a, 3a und 1b, 3b aus Gleichrichter und Transformator nicht über den Generator 4 verbunden wären.In Pig. 1 are the diode bridge circuits 1a and 1b, the are preferably constructed with six pulses, with converter transformers 3a and 3b, which are star-delta and star-star connected. This creates the two Rectifier together a twelve-pulse group. Since the generator 4 is directly connected to the transformers 3a and 3t> connected, the generator reactance becomes part of the commutation reactance of the rectifier. As a result, the Rectifier station has a sharply falling voltage-current characteristic has, i.e. the voltage drops sharply with increasing current due to the overlap of the commutation intervals in twelve-pulse operation. Such an overlap occurs with six-pulse operation only at significantly higher currents, so that the voltage is significantly slower with increasing current would fall if the two units 1a, 3a and 1b, 3b consisting of the rectifier and transformer do not have the generator 4 would be connected.
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Diese Verhältnisse sind in Fig. 3 veranschaulicht, wo I und II die Strom-Spannungscharakteristiken für die Gleichbzw. Wechselrichterseite sind. Die Gleichrichtercharakteristik hat zunächst einen geradlinigen, leicht abfallenden Teil a, der bei höheren Strömen aufgrund der Überlappung zwischen den Kommutierungen in einen schnell fallenden Teil übergeht. Bei Zwölfpulsbetrieb ist dieser Abfall bedeutend stärker (Kennlinie b) als beim Sechspulsbetrieb (Kennlinie c). Durch die gemeinsame Kommutierungsreaktanz beim Zwölfpulsbetrieb erhält man daher eine automatische Heruntersteuerung des Gleichrichters. Diese Heruntersteuerung kann so stark sein, daß man auf eine besondere Glättungsdrossel zur Gleichstrombegrenzung in der Gleichrichterstation verzichten kann, so daß man sich in der Y/echselrichterstation mit einer Glättungsdrossel 35 zur Glättung der Gleichstromoberwellenspannung begnügen kann.These relationships are illustrated in FIG. 3, where I. and II the current-voltage characteristics for the equal or Inverter side. The rectifier characteristic initially has a straight, slightly sloping part a, which at higher currents due to the overlap between the commutation changes into a rapidly falling part. In the case of twelve-pulse operation, this drop is significantly greater (characteristic curve b) than with six-pulse operation (characteristic curve c). The common commutation reactance in twelve-pulse operation gives hence an automatic down-regulation of the rectifier. This downshift can be so severe that one clicks on a special smoothing choke for direct current limitation in the rectifier station can be dispensed with, so that one is in the Y / echselrichterstation with a smoothing choke 35 for smoothing the DC harmonic voltage.
Wenn die Gleichrichterstation keinen eigenen Generator hat, kann das Zusammenschalten der beiden Gleichrichter nach Pig. 4a oder 4b geschehen, also entweder über einen Dreiwicklungstransformator 3* oder über eine Induktivität 36.If the rectifier station does not have its own generator, the two rectifiers can be interconnected according to Pig. 4a or 4b, that is to say either via a three-winding transformer 3 * or via an inductance 36.
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Claims (3)
oder 2, dsscD^sxadJoaxtx, daß die Ventile der Gleichrichtersta'tion in zwei Sechspulsgruppen (1a, 1b) geschal-tet sind, die untereinander zu einer Zwölfpulsschaltung phasenverschoben sind, und daß die beiden Sechspulsgruppen über Induktivitäten zusammengeschaltet sind, so daß sie teilweise eine gemeinsame Kommutierungsinduktivität bekommen. characterized
or 2, dsscD ^ sxadJoaxtx, that the valves of the rectifier station are switched into two six-pulse groups (1a, 1b), which are phase-shifted to form a twelve-pulse circuit, and that the two six-pulse groups are interconnected via inductances, so that they are partially one get common commutation inductance.
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| Zeitschrift ETZ-A 91 (1970) S.297-302 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE7411456L (en) | 1976-03-12 |
| GB1510717A (en) | 1978-05-17 |
| FR2285011B1 (en) | 1981-05-29 |
| DE2538493B2 (en) | 1980-05-29 |
| JPS5154240A (en) | 1976-05-13 |
| CA1034637A (en) | 1978-07-11 |
| JPS5915257B2 (en) | 1984-04-09 |
| DE2538493C3 (en) | 1984-11-08 |
| US4126892A (en) | 1978-11-21 |
| CH589958A5 (en) | 1977-07-29 |
| SE385173B (en) | 1976-06-08 |
| FR2285011A1 (en) | 1976-04-09 |
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Legal Events
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